Kejuruteraan Perisian REKABENTUK SISTEM Definisi serta dokumen rekabentuk

Kejuruteraan Perisian REKABENTUK SISTEM • Definisi serta dokumen rekabentuk • Senibina rekabentuk • Proses senibina rekabentuk • System structuring/decomposition • Control modelling • Modular decomposition • Sifat rekabentuk yang baik

REKABENTUK n n n Definisi: Suatu proses kreatif yang menukarkan masalah kepada penyelesaian. Menggunakan maklumat daripada spesifikasi keperluan untuk menerangkan masalah. Penyelesaian akan diberi sekiranya ia memenuhi keseluruhan spesifikasi keperluan.

Rekabentuk Konseptual & Teknikal n n n Perekabentuk mesti penuhi kehendak pelanggan dan juga pembangun sistem Pelanggan: faham apa yang akan sistem lakukan Pembangun: mesti faham bagaimana sistem akan berfungsi.

Rekabentuk konseptual n n n Memberitahu pelanggan apa yang akan sistem dapat lakukan. Memberi tumpuan kepada fungsian sistem. Pelanggan akan mengesahkan rekabentuk logikal sistem sebelum perekabentuk tukar kepada rekabentuk teknikal.

Rekabentuk teknikal n n n Translasi rekabentuk konseptual kepada dokumen yang lebih mendalam. Pembangun akan faham apa perisian serta perkakasan sebenar yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah pelanggan Ia menerangkan bentuk (form) akhir yang akan diambil oleh sistem.

BAGAIMANA APA Rekabentuk Konseptual Rekabentuk Teknikal fungsi bentuk Perekabentu k sistem Pelanggan Pembangun sistem

Senibina Rekabentuk n n Menyatakan struktur keseluruhan bagi sistem perisian. Peringkat awal bagi proses rekabentuk sistem. Mewakilkan hubungan antara spesifikasi dan proses rekabentuk. Mengenalpasti komponen sistem utama dan komunikasi sesamanya.

Proses Senibina Rekabentuk n System structuring/decomposition n n Control modelling n n Sistem dihuraikan (decomposed) kepada beberapa subsistem utama dan komunikasi antara subsistem dikenalpasti. Model kawalan hubungan antara subsistem yang berlainan akan dikenalpasti. Modular decomposition n Subsistem yang dikenalpasti akan dihuraikan kepada modul-modul.

Subsistem & Modul n n Subsistem merupakan sistem yg tersendiri dimana operasinya tidak bergantung kepada perkhidmatan yg disediakan oleh subsistem lain. Modul merupakan komponen sistem yg menyediakan perkhidmatan kepada komponen lain tetapi ia tidak dianggap sebagai sistem yg berasingan.

Model-model Senibina n Model senibina yg berlainan mungkin akan dihasilkan semasa proses rekabentuk. Antaranya: n n Model struktur statik menunjukkan komponen sistem utama. Model proses dinamik menunjukkan struktur proses sistem. Model antaramuka menyatakan antaramuka subistem. Model hubungan seperti model aliran data (DFD).

Proses Senibina Rekabentuk n (1) System Structuring n n n Berkaitan dengan penghuraian sistem kepada interaksi subsistem. Biasanya diwakilkan sebagai rajah blok yg memaparkan pandangan struktur sistem. Model yg spesifik menunjukkan bgmn subsistem berkongsi data, diagihkan dan antaramuka antara subsistem.

Packing robot control system Mewakili subsistem Mewakili data/ kawalan

System structuring: Repository model n Subsistem mesti menukar (exchange) data. Ianya boleh dilakukan dengan 2 cara: n n n Data yg dikongsi diletakkan pada pangkalan data pusat (repository) dan boleh dicapai oleh semua subsistem lain. Setiap subsistem mempunyai pangkalan data yg tersendiri dan boleh menghantar data kepada subsistem lain. Model yg biasa digunakan apabila koleksi data yg besar ingin dikongsi bersama.

Contoh repository model: CASE toolset architecture

Repository model n Kelebihan: n n Cara efisien untuk kongsi jumlah data yg besar. Subsistem tidak perlu hirau bagaimana data diurus. Pengurusan berpusat (back-up, keselamatan dll). Model kongsian diterbitkan menggunakan skema repository. Kelemahan: n n n Subsistem mesti bersetuju dengan model data repository. Evolusi data adalah sukar dan agak mahal. Sukar untuk mengagihkan data kepada beberapa mesin (masalah ketidakkonsistenan).

System structuring: Client-server model n n Model sistem teragih (distributed) yg menunjukkan bagaimana data dan pemprosesan diagihkan merentasi pelbagai komponen. Terdapat set pelayan (stand-alone server) yg menyediakan perkhidmatan spesifik spt cetakan, pengurusan data dll. Terdapat set klien (client ) yg memanggil perkhidmatan tersebut. Terdapat rangkaian yg membenarkan klien mencapai pelayan.

Client-server model n Senibina client-server yg paling mudah dipanggil two-tier client server di mana aplikasi diorganisasi kepada server dan set client. Ia boleh terdiri daripada 2 bentuk: n n Thin-client model: Semua pemprosesan aplikasi dan pengurusan data dilaksanakan pada server. Client cuma bertanggjawab untuk menjalankan (run) persembahan perisian. Fat-client model: Server hanya bertanggungjawab bagi pengurusan data. Perisian pada client melaksanakan logik aplikasi dan interaksi dengan pengguna sistem.

Client-server model: Two-tier client server Thin-client model Client Presentation Server Data Management Application Processing Fat-client model Client Presentation Application Processing Contoh: Banking ATM systems Server Data Management

Contoh Client-server: Film and picture library

Senibina client-server n Kelebihan: n n Pengagihan data dan pemprosesan dilaksanakan kepada beberapa pemproses (klien dan pelayan). Menggunakan sistem rangkaian secara efektif (boleh kurangkan kos perkakasan) Mudah untuk menambah/upgrade pelayan baru (tanpa perlu mengganggu sistem lain) Kelemahan: n n Tiada perkongsian model data, jadi subsistem guna organisasi data yg berbeza (tidak efisien) Masalah prestasi sekiranya pertukaran data antara klien-pelayan adalah besar (bandwith rangkaian yg rendah)

System structuring: Abstract machine model n n Digunakan untuk memodelkan antaramuka antara subsistem. Mengorganisasi sistem kepada set layer (abstract machine) yg mana setiap satu menyediakan set perkhidmatan. Menyokong pembangunan secara penokokan (incremental) kepada subsistem dalam layer yg berlainan. Apabila antaramuka layer berubah, hanya layer yg bersebelahan sahaja yg terjejas. Bagaimanapun, agak sukar untuk menstruktur sistem dengan cara ini.

Contoh Abstract machine model: Version management system

Proses Senibina Rekabentuk n (2) Control models n n Berkaitan dengan aliran kawalan antara subsistem (berbeza dengan system structuring/ decomposition model) Terdapat 2 pendekatan umum kepada kawalan: 1. Centralised control – satu subsistem mempunyai tanggungjawab keseluruhan bagi kawalan (memula/menghenti) subsistem lain. 2. Event-based control – setiap subsistem boleh respon kepada event luaran dari subsistem lain atau persekitaran sistem.

Contoh Centralised control: Call-return model • Top-down subroutine model where control starts at the top of a subroutine hierarchy and moves downwards. Applicable to sequential systems.

Contoh Event-based control: Broadcast models • An event is broadcast to all sub-systems. Any sub-system which can handle the event may do so. • Effective in integrating sub-systems on different computers in a network.

Proses Senibina Rekabentuk n (3) Modular Decomposition n n Melibatkan proses menghuraikan subsistem kepada modul-modul yg lebih kecil. Terdapat 2 pendekatan: 1. Model berorientasikan objek – sistem dihuraikan kepada interaksi objek-objek. 2. Model aliran data – sistem dihuraikan kepada modul fungsian yg menukarkan input kepada output (pipeline model)

Modular Decomposition: Model berorientasikan objek n n n Menstruktur sistem kepada set objek yg mempunyai pergantungan yg lemah (loosely coupled) dan antaramuka yg ditakrif dengan baik. Decomposition berorientasikan objek berkaitan dengan mengenalpasti kelas objek, atribut serta operasi (metod). Dalam perlaksanaan, objek (instance) akan dicipta dari kelas dan sebahagian model kawalan digunakan untuk kordinasi operasi objek.

Contoh Model berorientasikan objek: Invoice processing system Kelas Objek Atribut Operasi

Modular Decomposition: Model Aliran Data n n n Juga dikenali sebagai pipe and filter model (dimana transformasi fungsian memproses input kepada output) Pendekatan ini mempunyai variasi yang biasa dimana jika transformasi adalah berjujukan, ia digelar model jujukan berkumpulan (batch), yg banyak digunakan untuk data processing systems. Model ini tidak sesuai untuk sistem interaktif (sukar untuk model event-based data input daripada pengguna)

Contoh Model aliran data: Invoice processing system Fungsian transformasi

Sifat rekabentuk yang baik n Rekabentuk berkualiti tinggi akan beri kesan kepada kualiti produk: n n n Ease of understanding Ease of implementation Ease of testing Ease of modification Correct translation from requirements specification

Sifat rekabentuk yang baik: Component Independence n n Abstraction & information hiding membenarkan kita untuk memeriksa komponen mana yang berkaitan antara satu sama lain dalam rekabentuk keseluruhan. Untuk kenalpasti dan mengukur darjah kebergantungan komponen di dalam rekabentuk, guna 2 konsep: n n Coupling Cohesion

Component Independence: 1. Coupling n Merujuk kepada darjah kebergantungan yg wujud antara komponen untuk berfungsi secara sempurna. n n n Highly coupled: pergantungan (dependence) yang kuat di antara komponen-komponen tersebut. Loosely coupled: ada pergantungan, tetapi perhubungan di antara komponen adalah lemah Uncoupled: tiada perhubungan lansung, pergantungan bebas.

Component Coupling Uncoupled Loosely coupled Highly coupled Contoh pergantungan: • rujukan antara komponen • penghantaran data antara komponen • jumlah kawalan antara komponen • kekompleksan antaramuka antara komponen

Component Independence: 2. Cohesion n Merujuk kepada ‘internal glue’ dimana sesuatu komponen itu dibangunkan. Sesuatu komponen itu dikatakan cohesive jika kesemua arahan di dalam komponen bertujuan untuk menyempurnakan satu tugas atau set tugas yg berkaitan (fungsian berkait) Lebih ‘cohesive’ sesuatu komponen, lebih berkait antara bahagian-bahagian dalaman komponen (mudah difahami, koding, debug dan selenggara)

Component Cohesion Contoh cohesion: Fungsi A – part 1 Fungsi B Fungsi C Fungsi B Fungsi A – part 2 Fungsi D Fungsi E Fungsi C Fungsi A – part 3 Coincidental Fungsi tidak berkait Procedural Fungsi berkait mengikut susunan Lebih cohesive Functional Fungsi berkait berjujukan lengkap

Sifat rekabentuk yang baik: Exception Identification & Handling n Exception: n n Kegagalan untuk menyediakan perkhidmatan (system down) Menyediakan perkhidmatan atau data yang salah Corrupting data Setiap exception yang dikenalpasti boleh ditangani dengan 3 cara: n n n Retrying (restore system to previous state) Correct (restore system, correct some aspect and try again) Report (restore system, report problem and stop service)

Sifat rekabentuk yang baik: Fault Prevention & Tolerance n n n Rekabentuk mesti menyertakan ‘fault’ dan cuba mengurangkan gangguan serta memaksimakan keselamatan. Fault: apabila manusia melakukan kesilapan, keputusannya akan menghasilkan ‘fault’ dalam produk perisian. Failure: departure of the system from its required behaviour. Boleh dikesan sebelum dan selepas penghantaran sistem.

Rekabentuk Sistem: Rumusan n Senibina rekabentuk (perisian) merupakan rangkakerja asas bagi menstruktur sistem. Model senibina yg berbeza spt structural, control dan decomposition model mungkin akan dibangunkan semasa senibina rekabentuk. Sistem yg besar (kompleks) tidak selalunya berdasarkan kepada model senibina tunggal. Sistem ini biasanya menyertakan pelbagai model pada aras (abstraction) yg berlainan. Antara sifat yang perlu ada pada sistem: modularity, cohesion, coupling, fault tolerance, user-interface etc.